ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได พร้อมเฉลย

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 2.2 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 9 V ผ่านตัวต้านทาน R = 1 kΩ หลังจากปิดสวิตช์นานเท่าใด แรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุจึงถึง 95 % ของค่าสุดท้าย จงหา t เป็น ms

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 2.2 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 5 V ผ่านตัวต้านทาน R = 47 kΩ จงหาแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ v_C ที่ t = 310.2 ms

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 74/(s² + 5s + 74) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ω_n เป็น rad/s

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 91/(s² + 8s + 91) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % t_s ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ t_s ≈ 4/(ζωₙ)

วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 28 Ω, L = 500 mH และ C = 100 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 5 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาความถี่ธรรมชาติแบบไม่หน่วง ω_n เป็น rad/s

มวล m = 5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 158 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด x_max เป็น mm